JP2003520548A - Method and device for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system functioning with W-CDMA - Google Patents
Method and device for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system functioning with W-CDMAInfo
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Abstract
Description
本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システムの移動受信
機を用いて基地局の搬送周波数を検波するための方法およびデバイスに関するも
のである。The present invention relates to a method and a device for detecting a carrier frequency of a base station using a mobile receiver of a cellular mobile radio system operating using W-CDMA.
【０００１】
本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重接続）を用いたセルラ移動無線
システムのための移動受信機に関するものである。Ｗ−ＣＤＭＡについては、例
えば、P.Jung『デジタル移動無線システムの分析と構想』（B.G. Taeubner出版
、Stuttgart, １９９７年）や、論文「Ｗ−ＣＤＭＡ 将来の移動マルチメディ
ア通信の電波インターフェース」（IEEE Transactions on vehicular technolog
y、４７巻、４号、１９９８年１１月）の中で詳述されている。この方法は非常
に意義のあるものである。なぜなら、第３世代の移動無線技術として、世界的な
標準化を作り出すことが意図されているからである。これについては、論文「Ｕ
ＭＴＳ ユニバーサル移動電気通信システム：第３世代用の標準化の展開」（IE
EE Transactions on vehicular technology、４７巻、４号、１９９８年１１月
）に詳述されている。The present invention relates to a mobile receiver for a cellular mobile radio system using W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Regarding W-CDMA, for example, P. Jung, "Analysis and Concept of Digital Mobile Radio System" (BG Taeubner, Stuttgart, 1997) and the paper "W-CDMA Radio Interface for Mobile Multimedia Communication in the Future" (IEEE Transactions on vehicular technolog
y, Vol. 4, No. 4, November 1998). This method is very significant. This is because it is intended to create global standardization as the third generation mobile radio technology. About this, the paper "U
MTS Universal Mobile Telecommunications System: Development of Standardization for 3rd Generation "(IE
EE Transactions on vehicular technology, Vol. 47, No. 4, November 1998).
【０００２】
移動無線用のこの新たな稼動方法の問題点は、移動受信機を初めてオン状態に
する場合、この移動受信機は、周辺の基地局に送る周波数およびタイミングに関
する情報を何も有していないという点にある。したがって、信号を最も強く受信
する初期同期の基地局と、この基地局の時間同期とを検波するために、この移動
受信機は、初期同期（初期セル探索）を実行する必要がある。この初期同期は、
Ｗ−ＣＤＭＡ移動無線システムにおける移動受信機において、最も困難であり、
また、演算に時間を費やすものである。The problem with this new method of operation for mobile radios is that when the mobile receiver is turned on for the first time, it has no knowledge of the frequency and timing to send to the surrounding base stations. Not in the point. Therefore, in order to detect the initial synchronization base station that receives the signal most strongly and the time synchronization of this base station, this mobile receiver needs to perform initial synchronization (initial cell search). This initial synchronization is
The most difficult mobile receiver in a W-CDMA mobile radio system,
In addition, it takes time for calculation.
【０００３】
したがって、本発明の目的は、移動受信機自身が同期することで、基地局の搬
送周波数の時間消費を抑えるための方法およびデバイスを見出すことにある。Therefore, it is an object of the present invention to find a method and device for suppressing the time consumption of the carrier frequency of a base station by synchronizing the mobile receiver itself.
【０００４】
本発明によれば、本発明の目的は、まず初めに、メイン同期通信路（ｐＳＣＨ
）の搬送周波数と、最も強く受信する基地局の時間同期とを捜すことによって達
成される。なお、その際に、受信信号の同相分と直角分との非コヒーレントな相
関を、数多くの信号の符号エレメント（チップ）を介して実行する。According to the invention, the object of the invention is, first of all, of the main synchronous channel (pSCH).
) And the time synchronization of the most strongly receiving base station. At that time, non-coherent correlation between the in-phase component and the quadrature component of the received signal is executed via the code elements (chips) of many signals.
【０００５】
その際、相関出力信号におけるピークの最大値を検波することによって、最も
強く受信する基地局の時間同期が、モジュール（modulo）を時間枠の（スロット
の）長さに得ることが、特に有効である。At this time, by detecting the maximum value of the peak in the correlation output signal, the time synchronization of the base station receiving the strongest can obtain the module (modulo) in the length of the time frame (slot), Especially effective.
【０００６】
その際、メイン同期通信路（ｐＳＣＨ）の探索を、初めに、粗周波数段階（gr
ober Frequenzschritt）において実行することが特に有利である。また、相関結
果のエネルギーを、それぞれ約１ＭＨｚ間隔で測定する。続いて、最も高いエネ
ルギーを有するバンドを選択し、このバンドを、それぞれ約１００ＫＨｚ間隔で
測定する。そして再び最も高いエネルギーを有するバンドを選択し、それぞれ約
１０ＫＨｚ間隔で測定する。そして、最も高いエネルギーを有する値を、受信機
搬送周波数用の仮説として選択する。このようにして、メイン同期通信路（ｐＳ
ＣＨ）の搬送周波数を、非常に速く、簡易に検波できる。At that time, the search for the main synchronous channel (pSCH) is first performed by the coarse frequency step (gr
It is particularly advantageous to carry out in ober Frequenzschritt). The energy of the correlation result is measured at intervals of about 1 MHz. Subsequently, the band with the highest energy is selected and each of these bands is measured at about 100 KHz intervals. Then, the band having the highest energy is selected again, and the measurement is performed at intervals of about 10 KHz. Then, the value with the highest energy is selected as the hypothesis for the receiver carrier frequency. In this way, the main synchronous communication path (pS
The carrier frequency of CH) can be detected very quickly and easily.
【０００７】
その際、信号の２５６０の符号エレメントにわたって相関されることが、特に
有効である。
さらに、メイン同期通信路の搬送周波数と、最も強く受信した基地局の時間同期
とを検波した後、第２同期通信路に基づいて、この基地局のフレーム同期と、符
号グループとを検波することが、特に有効である。It is then particularly effective to be correlated over the 2560 code elements of the signal. Furthermore, after detecting the carrier frequency of the main synchronization channel and the time synchronization of the base station that received the strongest, the frame synchronization of this base station and the code group are detected based on the second synchronization channel. However, it is particularly effective.
【０００８】
本発明による目的は、Ｗ−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システム
の、移動受信機用の基地局の搬送周波数を検波するためのデバイスによっても達
成できる。なお、このデバイスは、物理的に共通なメイン制御通信路の復調、異
なる経路遅延時間の相関、スクランブル用符号の識別、時間フレーム同期の検波
、および信号遅延時間の推定のためのデバイスを含んだ、少なくとも１つの探索
デバイス（Suchevorrichtung）を備えている。The object according to the invention can also be achieved by a device for detecting the carrier frequency of a base station for a mobile receiver of a cellular mobile radio system operating using W-CDMA. Note that this device includes a device for demodulating a physically common main control channel, correlation of different path delay times, identification of scrambling code, detection of time frame synchronization, and estimation of signal delay time. , At least one search device (Suchevorrichtung).
【０００９】
本発明による移動受信機に、そのような２つの探索デバイスを備える場合は、
特に有効である。If the mobile receiver according to the invention comprises two such search devices,
Especially effective.
【００１０】
次に、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳述する。図１は、相関
を用いてメイン同期符号を探索している図を示している。図２は、本発明による
探索デバイスの概観図を示している。図３は、本発明による周波数収集システム
の簡略化された基本回路図を示している。図４は、図３の広帯域信号処理の簡略
化された図を示している。図５は、スロット同期のための本発明のデバイスを示
す図である。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a diagram in which correlation is used to search for a main synchronization code. FIG. 2 shows a schematic view of a search device according to the invention. FIG. 3 shows a simplified basic circuit diagram of a frequency acquisition system according to the present invention. FIG. 4 shows a simplified diagram of the wideband signal processing of FIG. FIG. 5 is a diagram showing a device of the present invention for slot synchronization.
【００１１】
本発明は、ＵＭＴＳの標準化（第３世代の移動無線）後の移動無線システムに
おいて、初めてオン状態にした移動無線受信機が、周辺の基地局の周波数と時間
同期とについての何の情報も持っていないという問題に関するものである。移動
無線受信機は、この受信機を用いたときに最も強い信号を受信する基地局と、関
連のある時間同期とを検波するために、初期同期（初期セル探索）も実行する必
要がある。According to the present invention, in the mobile radio system after the standardization of UMTS (third generation mobile radio), the mobile radio receiver which is turned on for the first time does not know the frequency and time synchronization of the surrounding base stations. It concerns the problem of not having information. The mobile radio receiver must also perform initial synchronization (initial cell search) in order to detect the base station that receives the strongest signal when using this receiver and the associated time synchronization.
【００１２】
ＵＭＴＳの標準化に関して、全ての基地局から規則的に送信される唯一の周知
の通信路は、一次またはメイン同期通信路（一次同期通信路、ｐＳＣＨ）である
。それゆえ、時間同期も周波数同期もこの通信路を用いて実行されるのである。For UMTS standardization, the only known channel that is regularly transmitted from all base stations is the primary or main synchronization channel (primary synchronization channel, pSCH). Therefore, both time synchronization and frequency synchronization are performed using this communication path.
【００１３】
その際、移動無線受信機が時間操作（Zeitvorgabe）に同期される基地局の搬
送周波数を認識しているときに初めて、時間同期を実行できるということに、注
意しなければならない。It has to be noted here that time synchronization can only be performed when the mobile radio receiver is aware of the carrier frequency of the base station which is synchronized with the time operation (Zeitvorgabe).
【００１４】
したがって、本発明による方法は、まず初めに、一度、最も強く受信する基地
局のメイン同期通信路にしたがって、全周波数バンドを探索するという目的を有
している。この目的のために、本発明によれば、通常、異なる基地局からやって
来る移動無線受信機のメイン同期通信路のエネルギーを、異なる搬送周波数に相
関することによって測定する。この探索をより速くより簡易に実行するために、
異なる解像度（Aufloesung）を用いて探索することを、本発明では提案する。初
めに、粗周波数に同期させる。そのような各同期段階にしたがって、最大のエネ
ルギーを測定できる領域を、前の探索の際よりも細かい解像度を用いて探索する
。The method according to the invention therefore has the object of first of all to search the entire frequency band, once according to the main synchronization channel of the base station which receives the strongest. To this end, according to the invention, the energy of the main synchronization channel of a mobile radio receiver, which usually comes from different base stations, is measured by correlating it with different carrier frequencies. To make this search faster and easier,
The present invention proposes to search using different resolutions (Aufloesung). First, synchronize to the coarse frequency. According to each such synchronization step, the area where the maximum energy can be measured is searched for with a finer resolution than in the previous search.
【００１５】
本発明において周波数を同期させる場合の利点は、従来の方法と比べて、最も
強く受信する基地局のメイン同期通信路に正確に同期するために費やす時間を、
大幅に削減することにある。The advantage of synchronizing frequencies in the present invention is that the time spent for accurate synchronization to the main synchronization channel of the base station receiving the strongest signal is higher than that of the conventional method.
It is to reduce significantly.
【００１６】
さらに、デバイスに関する請求項と、続いて詳述するハードウェアの実行とに
よって、異なる目的のために、同じハードウェア部品を利用することも可能であ
る。これにより、移動無線受信機の回路構造を簡略化できる。Furthermore, it is possible to utilize the same hardware components for different purposes, depending on the device claims and subsequent hardware implementations. As a result, the circuit structure of the mobile radio receiver can be simplified.
【００１７】
次に、本発明の詳細を全て示し、さらに、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重
アクセス）受信機における信号検出と信号追跡との原理について、初めに詳述す
る。続いて、示した方法の実行について詳述する。Next, the details of the present invention will be shown in full, and the principle of signal detection and signal tracking in a W-CDMA (wideband code division multiple access) receiver will be first described in detail. Subsequently, the execution of the method shown will be described in detail.
【００１８】
信号検出は、本来、３つのプロセスに分かれる。
−初期セル探索
−空きモード中のセル探索
−稼動中（通話中）のセル探索
移動無線受信機をオン状態にした後、移動無線受信機の探索デバイスにおいて
、初めのセル探索を非コヒーレントに実行する。この措置を、より小さな３つの
プロセスに再び分類する。すなわち、
―周波数の検波および時間同期
―符号グループのフレーム同期および識別
―スクランブル用符号の識別
この第１プロセスについて、以下に詳述する。Signal detection is essentially divided into three processes. -Initial cell search-Cell search in idle mode-Cell search during operation (during a call) After the mobile radio receiver is turned on, the search device of the mobile radio receiver performs the initial cell search non-coherently To do. This measure is subdivided into three smaller processes. That is: -Frequency detection and time synchronization-Code group frame synchronization and identification-Scramble code identification This first process is described in detail below.
【００１９】 次に、周波数検波および時間同期について詳述する。[0019] Next, frequency detection and time synchronization will be described in detail.
【００２０】
移動受信機をオン状態にした後、または、接続を完全に切った後、次に記述す
る初期セル探索手順を実行する必要がある。周波数同期および時間同期の他にも
、この工程は、多数の活動的な基地局と候補基地局とを提供する。周波数もスロ
ットの位置も検波するための仮説検定は、「スロット同期」と称されるものであ
り、非コヒーレントな相関に基づいている。After turning on the mobile receiver or completely disconnecting it, it is necessary to perform the initial cell search procedure described below. Besides frequency and time synchronization, this process also provides a large number of active and candidate base stations. The hypothesis test for detecting both frequency and slot position is called "slot synchronization" and is based on non-coherent correlation.
【００２１】
本発明では、備えられた両方の探索デバイスのうちの、１つのみが作動中であ
る、という初期セル探索工程の第１プロセスの間、受信搬送周波数も、最も強く
受信する基地局の時間同期も検波するために、移動受信機はメイン同期通信路ｐ
ＳＣＨを用いる。これは、メイン同期通信路ｐＳＣＨに調整された非コヒーレン
トな相関を用いてなされるものである。スロットの開始を見出すために、メイン
同期符号を有する２５６０の符号エレメントを介した同相分（Ｉ）および直角分
（Ｑ）を用いて、受信信号を相関する。According to the invention, during the first process of the initial cell search process, only one of both equipped search devices is active, the base station receiving the strongest received carrier frequency also. In order to detect the time synchronization of the
SCH is used. This is done using non-coherent correlation adjusted to the main synchronization channel pSCH. To find the start of the slot, the in-phase component (I) and the quadrature component (Q) through the 2560 code elements with the main sync code are used to correlate the received signal.
【００２２】
相関出力は、移動受信機の受信範囲（Reichweite）内に、各基地局の、各伝搬
路の信号のピークを含んでいる。図１の下方に、左の２つのピークが基地局ｉか
ら続き、その信号が移動受信機用の異なる強度を有する２つの経路に伝播し、右
のピークは基地局ｊから続き、その信号が１つの経路上にのみ達するような、信
号を示す。図１の上方には、受信信号を用いて実行される個々のプロセスを示す
。初めに、相関機１０において相関される。なお、この相関の出力信号を図１の
下方に示している。この出力信号から、スロットの持続時間Ｔslotを検波できる
。これにより、スロット風の蓄積（１２で示している）が可能になる。あとは最
大値を検波するだけである。この最大値の検波１４後、タイミングモジュールＴ slot
が検波される（bekannt）。最も強いピークのタイミングを検波することに
よって、スロットの長さＴslotを最も強く受信する基地局モジュールのタイミン
グが生じる。この方法の信頼性を改善するために、相関の出力信号を、スロット
数以上に蓄積できる。本発明によって、このスロット数は、１〜１６に設定でき
る。[0022]
Correlation output is for each propagation of each base station within the reception range (Reichweite) of the mobile receiver.
Contains the peak of the road signal. In the lower part of Fig. 1, the two peaks on the left are base stations i.
Then the signal propagates on two paths with different strengths for the mobile receiver,
, The peak continues from base station j and its signal reaches only one path.
No. The upper part of FIG. 1 shows the individual processes performed with the received signal.
. First, the correlation is performed in the correlator 10. The output signal of this correlation is shown in FIG.
Shown below. From this output signal, the duration of the slot TslotCan be detected
. This allows slot-like accumulation (shown at 12). The rest
It only detects large values. After the detection 14 of this maximum value, the timing module T slot
Is detected (bekannt). To detect the timing of the strongest peak
Therefore, the slot length TslotOf the base station module that receives the strongest
Occurs. To improve the reliability of this method, the correlation output signal is slotted.
Can accumulate more than a few. According to the present invention, this slot number can be set to 1-16.
It
【００２３】
初期受信搬送周波数ｆcが移動受信機に検波されなかった後、初期受信周波数
を様々に推定するために、スロット同期と仮説検定とを行う必要がある。受信搬
送周波数と、最も強く受信する基地局のタイミングとを保つために、本発明にお
いて、次に記述するような反復方法を提案する。After the initial reception carrier frequency f c has not been detected by the mobile receiver, it is necessary to perform slot synchronization and hypothesis testing in order to make various estimates of the initial reception frequency. In order to maintain the reception carrier frequency and the timing of the base station receiving the strongest reception, the present invention proposes an iterative method as described below.
【００２４】
初期受信搬送周波数ｆcを起点として、スロット同期は、上述したように、受
信搬送周波数と関連して蓄積される仮説を生じる。それから、上述したスロット
同期は、ｎ反復される。その際、この移動無線システムの全てに開かれた（frei
gegeben）周波数スペクトルを完全に探索するまで、受信搬送周波数を、式
ｆc、n＝ｆc＋（１ＭＨｚ）・ｎ
に応じて変える。Starting from the initial receive carrier frequency f c , slot synchronization results in the hypothesis being accumulated in relation to the receive carrier frequency, as described above. Then, the slot synchronization described above is repeated n times. At that time, it was opened to all of this mobile radio system (frei
gegeben) The received carrier frequency is varied according to the equation f c , n = f c + (1 MHz) · n until the complete search of the frequency spectrum.
【００２５】
続くプロセスでは、およそ±２００ｋＨｚの正確さをもつ受信搬送周波数ｆc、 h
に関する最も確率の高い候補を見出すために、仮説検定を行う。それから、周
波数探索およびスロット同期を、式
ｆc、h、n＝ｆc、h−３００ｋＨｚ＋（１００ｋＨｚ）・ｎ、ｎ＝１・・・５
に応じてそれぞれ１００ｋＨｚの周波数変更を用いて実行する。[0025]
In the following process, the received carrier frequency f with an accuracy of approximately ± 200 kHzc, h
Perform a hypothesis test to find the most probable candidate for. Then Zhou
Wave number search and slot synchronization
fc,h,n= Fc,h-300 kHz + (100 kHz) n, n = 1 ... 5
According to the above, each with a frequency change of 100 kHz.
【００２６】
最終的に、すでに±２０ｋＨｚの正確さで検波され、修正された最も確率の高
い受信搬送周波数ｆc、hhに関する仮説検定を行う。この場合、式
ｆc、hh、n＝ｆc、hh−３０ｋＨｚ＋（１０ｋＨｚ）・ｎ、ｎ＝１・・・５
にしたがって行われる。Finally, a hypothesis test is performed on the most probable received carrier frequencies f c and hh that have been detected and corrected with an accuracy of ± 20 kHz. In this case, it is performed according to the formulas f c , hh , n = f c , hh −30 kHz + (10 kHz) · n, n = 1 ... 5.
【００２７】
初期セル探索手順のこの第１プロセスを実行した後、受信搬送周波数を、非常
な正確さで検波することができ、時間同期を構築できた。さらに、多数の候補と
なる活動的な基地局を確認した。この場合、多数の活動的な基地局の構成要素に
なる有効な基地局と、初めに多数の候補基地局に配置する他の全ての基地局とを
分割した。したがって、多数の活動的な基地局が１つのエレメントを有し、一方
では、多数の候補基地局が０〜３のエレメントからなることが可能である。After performing this first process of the initial cell search procedure, the received carrier frequency could be detected with great accuracy and time synchronization could be established. In addition, we identified a number of active candidate base stations. In this case, we divided the active base station, which is a component of a large number of active base stations, and all other base stations that are initially placed in a large number of candidate base stations. Therefore, it is possible that many active base stations have one element, while many candidate base stations consist of 0-3 elements.
【００２８】
次に、初期セル探索の第２および第３プロセスを完了すべき有効な基地局を、
第１探索デバイスからさらに論じる。Next, a valid base station for which the second and third processes of the initial cell search should be completed,
Further discussion is from the first search device.
【００２９】
空きモード中（オン状態であるが、移動無線での通話をしていない）の移動受
信機が存在するとき、移動受信機は、その受信搬送周波数と隣接する受信搬送周
波数とに位置する新たな基地局を常に捜している。これによって、移動受信機は
、多数の候補基地局も多数の活動的な基地局も、継続的に更新するようになって
いる。移動無線受信機の電流消耗を少なくし、このようにして蓄積量を有するこ
とによって可能な待ち時間を増やすために、空きモード中のセル探索を実行する
頻度を設定できる。When there is a mobile receiver in idle mode (on, but not in a mobile radio call), the mobile receiver is located at its receive carrier frequency and its adjacent receive carrier frequency. We are always looking for new base stations to do. This allows the mobile receiver to continuously update a large number of candidate base stations as well as a large number of active base stations. In order to reduce the current consumption of the mobile radio receiver and thus increase the waiting time possible by having a storage capacity, the frequency with which the cell search in idle mode is performed can be set.
【００３０】
空きモード中のセル探索は、ほぼ初期セル探索のように行われる。しかし、受
信搬送周波数の変更は、スロット稼動（スロットモード）中にのみ可能である。
したがって、空きモード中のセル探索手順は、次のプロセスによって行われる。
−初期セル探索手順の場合において述べたように、スロットを稼動させること（
スロットモード）によってのみ周波数を探索するという例外を有するスロット同
期
−多数の活動的な基地局を構成する有効な基地局を、上述した空きセル探索の第
１プロセスにおいて識別した場合のみの、フレーム同期と符号グループ識別との
実行
−活動的な基地局のグループからの、基地局のためのスクランブル用符号の識別
移動受信機が使用中であると、移動受信機は現在の搬送周波数において新たな
基地局を常に探索する。セル探索を、空き中のセル探索と同じように行うのであ
る。移動受信機がスロットを稼動させるとき、移動受信機は、他の搬送周波数に
おける新たな基地局もまた探索できる。移動無線システムが稼動している場合、
常に、基地局と移動受信機との間の信号が、異なる経路遅延を有し、連続して変
化するという異なる経路をわたって、基地局から移動受信機へ届くようになって
いなければならない。このように時間変化の多重経路部では、ＲＡＫＥ受信機に
おける見かけ上コヒーレントな復調を軽減するために、通信路インパルス応答を
推定する必要がある。それに応じて、有効な多経路通信路部を常に決定しなけれ
ばならない。したがって、絶えず次の措置を実行する必要がある。
−有効な多重経路部の識別
−関連している経路遅延の推定
−関連している複雑な振幅の推定
次に、本発明による移動無線受信機の搬送周波数の検波に関連する回路（ハー
ドウェア部分）の本発明による構造を示す。The cell search in the idle mode is performed almost like the initial cell search. However, the change of the reception carrier frequency is possible only during the slot operation (slot mode).
Therefore, the cell search procedure in the idle mode is performed by the following process. -Activating the slot as described in the case of the initial cell search procedure (
Slot synchronization with the exception of searching for frequencies only by slot mode) -frame synchronization only if valid base stations making up a large number of active base stations are identified in the first process of free cell search described above. And code group identification-identification of the scrambling code for the base station from the group of active base stations. When the mobile receiver is in use, the mobile receiver is a new base station at the current carrier frequency. Always search for stations. The cell search is performed in the same way as the cell search in the empty space. When the mobile receiver activates a slot, the mobile receiver can also search for new base stations on other carrier frequencies. If the mobile radio system is operating,
At all times, the signal between the base station and the mobile receiver must arrive from the base station to the mobile receiver over different paths with different path delays and continuously changing. As described above, in the time-varying multipath unit, it is necessary to estimate the channel impulse response in order to reduce the apparently coherent demodulation in the RAKE receiver. Accordingly, a valid multipath channel section must always be determined. Therefore, the following measures need to be taken constantly. -Identification of valid multipath parts-Estimation of the associated path delays-Estimation of the associated complex amplitudes. 2) shows the structure according to the present invention.
【００３１】
図２は、本発明による移動無線受信機の探索デバイスに関する概観図を示して
いる。１つの移動無線受信機が、１つのチップ上にこのような２つの探索デバイ
スを含んでいることが好ましい。探索デバイス３０は、ＲＡＫＥ受信機のように
、同一の緩衝器２０と連結している。探索デバイスでは、共通の物理的な制御通
信路の復調および捕そく指示器通信路（Emfpangquittungskanal）（ＡＩＣＨ）
、タイミング相関、スクランブル用符号識別、スロット同期、フレーム同期、お
よび、経路遅延の推定を行う。また、スロット同期、フレーム同期および遅延推
定を、共通のデータ経路において行う。これについてはさらに以下で詳述する。FIG. 2 shows a schematic view of a search device of a mobile radio receiver according to the present invention. One mobile radio receiver preferably contains two such search devices on one chip. The search device 30 is connected to the same buffer 20 like a RAKE receiver. In the search device, demodulation of common physical control channel and capture indicator channel (Emfpangquittungskanal) (AICH)
, Timing correlation, scrambling code identification, slot synchronization, frame synchronization, and path delay estimation. Also, slot synchronization, frame synchronization, and delay estimation are performed on a common data path. This will be discussed further below.
【００３２】
図３は、搬送周波数を検波するための本発明によるデバイスの簡略図を示して
いる。FIG. 3 shows a simplified diagram of a device according to the invention for detecting a carrier frequency.
【００３３】
アンテナ１００から発せられる高周波数信号（ＨＦ）を、アナログの高周波数
受信機１０２に送る。なお、この高周波数信号は、アナログの広帯域データ（Br
ose + Brose）へのＨＦ変換もまた実行する。A high frequency signal (HF) emitted from the antenna 100 is sent to an analog high frequency receiver 102. This high-frequency signal is an analog wideband data (Br
HF conversion to ose + Brose) is also performed.
【００３４】
このデータを、信号混合・コンバーターユニット１０４において、デジタル広
帯域データに変換する。このユニットでは、信号混合およびアナログ・デジタル
変換が行われる。さらに、デジタル広帯域データを、広帯域信号処理１０６に送
る。なお、この構造と機能については図４に関連して、以下に記述する。さらに
、広帯域信号処理１０６は、高周波数部１０２における高周波数変換のために必
須の補助周波数を供給する発振器１０８を制御する。The signal mixing / converter unit 104 converts this data into digital wideband data. This unit performs signal mixing and analog-to-digital conversion. Further, the digital wideband data is sent to the wideband signal processing 106. The structure and function will be described below with reference to FIG. Further, the wideband signal processing 106 controls an oscillator 108 which supplies an auxiliary frequency essential for high frequency conversion in the high frequency section 102.
【００３５】
図４は、広帯域信号処理１０６の構造について詳しく示している。デジタル広
帯域受信信号が検波ユニット１１０に送られる。この検波ユニットは、例えば図
５に示すような速度の速い相関機である。この検波ユニット１１０の検波結果を
推定ユニット１１２に送る。尚、この推定ユニット１１２は、発振器１０８用の
制御信号を供給する発振器制御デバイスを同時に含んでいる。FIG. 4 shows the structure of the wideband signal processing 106 in detail. The digital broadband received signal is sent to the detection unit 110. This detection unit is, for example, a correlator having a high speed as shown in FIG. The detection result of the detection unit 110 is sent to the estimation unit 112. It should be noted that this estimation unit 112 also includes an oscillator control device which supplies a control signal for the oscillator 108.
【００３６】
図５に関連する、検波ユニット１１０として利用できる相関機の構造および機
能については、以下で説明する。The structure and function of a correlator that can be used as the detection unit 110, related to FIG. 5, will be described below.
【００３７】
初期セル探索の第１および第２プロセスの後、スロット同期、フレーム同期お
よび局所的なセル特有の符号グループ（１６の様々なスクランブル用符号を含む
）に関する情報を利用できる。このようにして、共通の物理的なメイン制御通信
路に基づいたスロットカウンタおよびフレームカウンタが始まる。After the first and second processes of initial cell search, information about slot synchronization, frame synchronization and local cell-specific code groups (including 16 different scrambling codes) is available. In this way, a slot counter and a frame counter based on a common physical main control channel are started.
【００３８】
初期セル探索手順の第１プロセスの間、最も強く受信する基地局をもつスロッ
ト同期に達するために、移動受信機はメイン同期通信路（ｐＳＣＨ）を使用する
。このことは、速度の速い相関によって起こる。メイン同期通信路（ｐＳＣＨ）
用の符号が階層的な相関順序から生じた後、２プロセス相関がスロット同期に用
いられる。During the first process of the initial cell search procedure, the mobile receiver uses the main synchronization channel (pSCH) to reach the slot synchronization with the strongest receiving base station. This is caused by the fast correlation. Main synchronous communication path (pSCH)
The two-process correlation is used for slot synchronization after the code for is derived from the hierarchical correlation order.
【００３９】
図５は、このブロックに関する概観図を示している。相関機の出力は、移動受
信機の受信範囲内に位置する各基地局の各射線のためのピークを備えている。最
も強いピークの位置の検波は、スロットの長さの、最も強い基地局モジュールの
タイミングを与える。ｒ（ｉ）を同相枝路および直角枝路における受信信号とし
て与えると、次の式に基づいて相関値が決まる。FIG. 5 shows an overview of this block. The output of the correlator comprises a peak for each ray of each base station located within the coverage of the mobile receiver. The detection of the position of the strongest peak gives the strongest base station module timing of the slot length. When r (i) is given as a received signal in the in-phase branch and the right-angle branch, the correlation value is determined based on the following equation.
【００４０】[0040]
【式１】 [Formula 1]
【００４１】
内相枝路（Ｉ）と直角枝路（Ｑ）とにおける２重型の受信信号を、初めに、３
２段階の長さのシフトトレジスタに伝送する（einfuehren）。各第２型を、第２
の１６段階を含むシーケンスＸ2と相関する。この算定結果を４８２段階の長い
シフトレジスタに送る。この段階では、それぞれ３２の値のみが第１シーケンス
Ｘ1を用いて相関される。第２段階の出力信号の絶対値は、決定変数の１つを含
んでいる。また、得られた５１２０の値を、スロットの設定可能な数ｎ以上集め
る。これは、スロット開始をより確実に推定するためになされるものである。な
ぜなら、異なる基地局が同期通信路を送り、基地局の信号の受信強度を、移動受
信機に時間変化させることができるからである。The received signals of the double type in the internal phase branch (I) and the right-angle branch (Q) are first converted into 3
Transfer to a two-stage shift register (einfuehren). Each second type, second
Correlate with a sequence X 2 including 16 steps of. This calculation result is sent to the 482-step long shift register. At this stage, only 32 values each are correlated using the first sequence X 1 . The absolute value of the output signal of the second stage contains one of the decision variables. In addition, the obtained value of 5120 is collected for a number n or more of the settable number of slots. This is done to more reliably estimate the slot start. This is because different base stations can send synchronous channels and the reception strength of the signals of the base stations can be time-varying to the mobile receiver.
【００４２】
さらに、演算時間を削減するために、相関間隔を縮小することが可能である。
スロットの数ｎ1の工程後、そして、同期が粗くなった後、見出された最大値前
後の（um）型の数値Ｍ用にもなお、他の相関を実行する必要がある。Furthermore, it is possible to reduce the correlation interval in order to reduce the calculation time.
It is still necessary to perform another correlation for the numerical value M of the (um) type around the maximum value found after the process of the number of slots n 1 and after coarse synchronization.
【００４３】
スロット同期のようなセル探索機能、フレーム同期、メイン同期通信路ｐＳＣ
Ｈに基づいた遅延推定、および、物理的に共通するメイン制御通信路ｐＣＣＰＣ
Ｈに基づいた遅延推定は、例えば、２つの相補形成（Komplementbildung）と根
引出（Wurzelzieher）とを積み重ねたような、似たような演算手順（arithmetis
che Prozedure）に基づいている。Cell search function such as slot synchronization, frame synchronization, main synchronization channel pSC
Delay estimation based on H, and physically common main control communication path pCCPC
Delay estimation based on H is based on a similar arithmetic procedure (arithmetis) such as stacking two complementary formations (Komplementbildung) and derivation (Wurzelzieher).
che Prozedure).
【００４４】
したがって、本発明は、時分割マルチプレックスに使用できる中央演算ユニッ
ト（探索データ経路）の使用を提案する。この時間ユニット探索データ経路を、
決まった状態の機械が動かす。この決まった状態の機械は、入力データのアドレ
ス、用いられた相関値のアドレス、制御、データ経路用の信号および中間結果の
アドレスを供給する。また、上述機械のそれぞれを利用するために、決まった状
態の機械が備えられている。供給ＲＡＭ（サイクル緩衝器）の実現に合致するよ
うスロット同期を実現するためには、計算ユニット探索データ経路が十分に速く
なければならない。この入力値をサイクル緩衝器において実現する前に、時間ユ
ニットは、特定の入力値を用いる機能低下（Unterfunktion）を終えていなけれ
ばならない。他の場合には、供給ＲＡＭ（＝供給読み書きメモリー）は不必要に
広がる。例えば、スロットデータ（３ｋ×１６Ｂｉｔ）の半分からなる供給ＲＡ
Ｍを用いる。供給ＲＡＭをサイクル緩衝器として形成した後、入力データを半分
のスロットの時間距離にしたがって実現する。つまり、スロット同期は、時間間
隔内につくる必要があるということである。The invention therefore proposes the use of a central processing unit (search data path) which can be used for time division multiplex. This time unit search data path
The machine in a fixed state moves. This fixed state machine supplies the address of the input data, the address of the correlation value used, the control, the signal for the data path and the address of the intermediate result. In addition, a machine in a fixed state is provided to utilize each of the above machines. In order to achieve slot synchronization to match the supply RAM (cycle buffer) implementation, the compute unit search data path must be fast enough. Before implementing this input value in the cycle buffer, the time unit must complete the unterfunktion with the particular input value. In other cases, the supply RAM (= supply read / write memory) is unnecessarily expanded. For example, the supply RA consisting of half of the slot data (3k × 16 Bit)
Use M. After forming the supply RAM as a cycle buffer, the input data is realized according to the time distance of half a slot. That is, slot synchronization needs to be created within a time interval.
【図１】 相関を用いてメイン同期符号を探索している図である。[Figure 1] It is a figure which is searching for the main synchronous code using correlation.
【図２】 本発明による探索デバイスの概観図である。[Fig. 2] 1 is a schematic view of a search device according to the present invention.
【図３】 本発明による周波数収集システムの簡略化された基本回路図である。[Figure 3] FIG. 3 is a simplified basic circuit diagram of a frequency acquisition system according to the present invention.
【図４】 図３の広帯域信号処理の簡略化された図である。[Figure 4] FIG. 4 is a simplified diagram of wideband signal processing of FIG. 3.
【図５】 スロット同期のための本発明のデバイスを示す図である。[Figure 5] FIG. 6 shows a device of the present invention for slot synchronization.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケーラ，ティデヤ ドイツ連邦共和国 80337 ミュンヘン トゥンブリンガーシュトラーセ 54／42 (72)発明者 プレシンガー，イエルク ドイツ連邦共和国 80469 ミュンヘン ヴェスターミュールシュトラーセ 16 (72)発明者 シュミット，ペーター ドイツ連邦共和国 67158 エレルシュタ ット ヴァッハテンブルクシュトラーセ ５ (72)発明者 シュナイダー，ミヒャエル ドイツ連邦共和国 81541 ミュンヘン ザンクト マルティン シュトラーセ 44 アー Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD42 EE01 EE11 EE36 5K047 BB01 CC01 HH15 5K067 AA21 AA23 BB02 BB21 CC10 DD11 DD41 EE02 EE10 FF02─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kera, Tideya Federal Republic of Germany 80337 Munich Tumblinger Strasse 54/42 (72) Inventor Presinger, Jerk Federal Republic of Germany 80469 Munich Westermuhlstraße 16 (72) Inventor Schmidt, Peter Federal Republic of Germany 67158 Erelsta Wachtenburg Strasse 5 (72) Inventor Schneider, Michael Federal Republic of Germany 81541 Munich Sankt Martin Strasse 44 Ah F term (reference) 5K022 DD01 DD42 EE01 EE11 EE36 5K047 BB01 CC01 HH15 5K067 AA21 AA23 BB02 BB21 CC10 DD11 DD41 EE02 EE10 FF02
Claims (7)
基地局の搬送周波数を検波するための方法において、 数多くの信号の符号エレメント（チップ）を介した、メイン同期符号を有する
受信信号の同相分（Ｉ）と、直角分（Ｑ）との非コヒーレントな相関を実行する
ことによって、初めに、メイン同期通信路（ｐＳＣＨ）の搬送周波数と基地局の
時間同期とを捜すことを特徴とするＷ−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無
線システムの移動受信機における基地局の搬送周波数を検波するための方法。1. A method for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system operating using W-CDMA, comprising a main synchronization via a number of signal code elements (chips). By performing a non-coherent correlation of the in-phase component (I) of the received signal with the sign and the quadrature component (Q), firstly the carrier frequency of the main synchronization channel (pSCH) and the time synchronization of the base station A method for detecting the carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system operating with W-CDMA characterized by:
ロット）の長さを最も強く受信する基地局モジュールの時間同期を得ることを特
徴とする請求項１に記載のＷ−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システ
ムの移動受信機における基地局の搬送周波数を検波するための方法。2. The time synchronization of the base station module that receives the strongest length of the time frame (slot) is obtained by detecting the maximum value of the peak in the correlation output signal. A method for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system operating using the described W-CDMA.
し、相関結果のエネルギーをそれぞれ約１ＭＨｚ間隔で測定し、続いて最も高い
エネルギーを有するバンドを選択し、このバンドを、それぞれ約１００ｋＨｚ間
隔で測定し、そして再び最も高いエネルギーを有するバンドを選択し、それぞれ
約１０ＫＨｚ間隔で測定し、そして、最も高いエネルギーを有する値を受信機搬
送周波数用の仮説として選択することを特徴とする請求項１または２に記載のＷ
−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システムの移動受信機における基地
局の搬送周波数を検波するための方法。3. A search for a main synchronous channel (pSCH) is first carried out in a coarse frequency step, the energies of the correlation results are each measured at approximately 1 MHz intervals, and then the band with the highest energy is selected, The bands are each measured at about 100 kHz intervals, and again the band with the highest energy is selected, each measured at about 10 KHz intervals, and the value with the highest energy is selected as the hypothesis for the receiver carrier frequency. W according to claim 1 or 2, characterized in that
-A method for detecting the carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system operating using CDMA.
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＷ−ＣＤＭＡを用いて機能
するセルラ移動無線システムの移動受信機における基地局の搬送周波数を検波す
るための方法。4. Cellular mobile radio operating with W-CDMA according to claim 1, characterized in that the correlation is performed over 2560 code elements (chips) of the signal. Method for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a system.
間同期とを検波した後、第２同期通信路（ｓＳＣＨ）に基づいて、この基地局の
フレーム同期と、符号グループとを検波することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項に記載のＷ−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システムの移
動受信機における基地局の搬送周波数を検波するための方法。5. After detecting the carrier frequency of the main synchronization channel (pSCH) and the time synchronization of the most strongly received base station, the frame synchronization of this base station is detected based on the second synchronization channel (sSCH). And a code group are detected, the carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system functioning using W-CDMA according to any one of claims 1 to 4 is detected. Way to do.
基地局の搬送周波数を検波するためのデバイスにおいて、 物理的に共通なメイン制御通信路（ｐＣＣＰＣＨ）の復調、異なる経路遅延時
間の相関、スクランブル用符号の識別、時間フレーム同期の検波、および信号遅
延時間の推定のためのデバイスを含んだ、少なくとも１つの探索デバイスを備え
ていることを特徴とするＷ−ＣＤＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システム
の移動受信機における基地局の搬送周波数を検波するためのデバイス。6. A device for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system functioning using W-CDMA, the demodulation of a physically common main control communication channel (pCCPCH), W-CDMA characterized in that it comprises at least one search device including devices for correlation of different path delay times, scrambling code identification, time frame synchronization detection and signal delay time estimation. A device for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system functioning using.
ＭＡを用いて機能するセルラ移動無線システムの移動受信機における基地局の搬
送周波数を検波するためのデバイス。7. The W-CD according to claim 6, comprising the two search devices.
A device for detecting a carrier frequency of a base station in a mobile receiver of a cellular mobile radio system functioning using MA.
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